?壓電效應(yīng)是某些材料將機(jī)械變形轉(zhuǎn)化為表面電荷的能力。人體中有許多電敏細(xì)胞和壓電組織，如骨組織。TPU科學(xué)家解釋稱，具有壓電特性的材料，由于與人體組織相似，在現(xiàn)代康復(fù)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用越來越普遍。

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莫斯科大學(xué)科學(xué)家用“納米刷”研制出合成皮膚和軟骨

但是，具有所需性能的壓電聚合物很難被水和生物介質(zhì)潤(rùn)濕，這會(huì)阻礙細(xì)胞附著到聚合物表面以有效再生組織。據(jù)TPU科學(xué)家介紹，提高潤(rùn)濕性的常用方法導(dǎo)致壓電效應(yīng)顯著下降。而他們開發(fā)的聚合物表面改性的方法完全沒有這個(gè)缺陷。

TPU化學(xué)與生物醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所物理材料與復(fù)合材料科研中心主任羅曼·蘇爾梅涅夫解釋說： “人體有能力通過電刺激細(xì)胞過程來恢復(fù)骨骼組織。植入物具有壓電特性，可以加速修復(fù)骨骼缺陷，例如骨折或裂縫。我們發(fā)明的用以改變植入物表面的方法——涂上特殊的有機(jī)分子薄層，不僅提高了潤(rùn)濕性和反應(yīng)性，而且不會(huì)改變基底材料的壓電性能?！?/p>

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可生物降解的3D打印壓電聚合物支架

據(jù)TPU科學(xué)家介紹，通過涂覆芳香族重氮鹽可以改善聚合物的特性。研究中使用了聚3-羥基丁酸酯，它是一種生物相容且可生物降解的壓電材料，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療實(shí)踐。”

TPU化學(xué)與生物醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所副教授帕維爾·波斯特尼科夫說： “通過控制治療的持續(xù)時(shí)間、重氮鹽的含量以及將其附著在聚合物上的紫外線源的功率，可以改變接種到植入物表面的官能團(tuán)的數(shù)量，從而調(diào)整其參數(shù)，以完成特定的臨床任務(wù)?！?/p>

植入物表面存在壓電電荷，當(dāng)與人體組織接觸時(shí)會(huì)形成電場(chǎng)，從而激活某些類型的細(xì)胞，科學(xué)家認(rèn)為，這使他們能夠?qū)⒀兄瞥晒麣w入新一代“智能”醫(yī)療材料。TPU的科學(xué)家們確信，以這種方式改性的壓電聚合物可以應(yīng)用于骨骼、皮膚甚至神經(jīng)組織的康復(fù)。